• 한국지반공학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.5-13
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• 2000

모래지반의 상대밀도, 말뚝의 시공방법, 일정근입깊이에 따른 소요향타 에너지 그리고 지하수 조건에 따라 말뚝의 지지력과 하중전이를 연구하기 위하여 강관말뚝을 이용한 모형실험을 수행하였다. 매입말뚝은 말뚝을 미리 설치한후에 지반성형을 실시하였고, 타입말뚝은 매입말뚝과 같은 깊이까지 항타높이를 5, 10, 15cm로 달리하여 말뚝을 관입하였다. 그 뒤 정적하중을 단계적으로 가하여 하중-침하 곡선에 의한 모형 말뚝의 지지력과ㅏ 말뚝내의 등간격으로 설치된 변형 게이지를 이용하여 타입말뚝 의 하중전이에 대해 살펴보았다. 타입말뚝의 하중전이시험에서는 항타 전과 항타 후 말뚝내 하중전의 소효항타 에너지에 따른 변화를 관찰하였다. 매입말뚝의 시험결과는 현재 가장 많이 사용하고 있는 대표적인 정적 지지력 공식들에 의하여 계산되어진 값들과 비교 분석하였다. 그 결과 상대밀도가 작은 느슨한모래지반에서는 Vesic 공식이 그리고 상대밀도가 큰 조밀한 모래지반에서는 Hanbu 공식이 가장 근접한 평가를 나타내었다. 하중전이시험에 의한 항타시 잔류응력은 모든 경우에서 지표면과 선단부위에서 아주 큰 잔류응력이 나타났고. 말뚝의 선단 지지력비는 상대밀도에 비례하게 증가하였다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.115-123
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• 2018

강관말뚝 두부정리 작업은 안전성, 품질의 균일성, 작업 생산성 측면에서 개선이 필요하며, 이를 개선하기 위한 자동화 및 기계화 등 대안마련이 시급한 실정이다. 본 연구의 목적은 상기 문제점을 개선할 수 있는 굴삭기 기반 강관말뚝 두부정리 및 절단 부위 핸들링 로봇의 풀스케일 프로토타입을 개발하는 것이다. 이를 위해 본 연구에서는 1)선행기술 분석 및 현장 전문가 설문조사, 2)AHP 분석을 활용한 핵심 요소기술 선정, 3)상세설계 도출, 4)구조적 안정성 분석, 5)풀스케일 프로토타입 개발을 수행하였다. 핵심 요소기술 선정 결과, 레이저 레벨기 및 수광기(94.46점), 강관말뚝 절단 기능에서는 플라즈마 절단(96.72점), 강관말뚝 인양 및 운반 기능에서는 회전형 그래플(93.45점)이 선정되었으며, 구조적 안정성 분석 결과, 구조적으로 가장 취약할 것으로 판단되는 3개 부재(그립부, 실린더 피벗 브라켓, 그립부 베이스)에서 최소 2배 이상의 구조적 안정성을 확보할 수 있는 것으로 분석되었다. 최종적으로 개발된 풀스케일 프로토타입은 센싱부 정확도 3.39mm, 절단부 절단 속도 1분 59초로 강관말뚝 두부정리 작업의 자동화를 위한 충분한 성능을 확보한 것으로 분석되었다. 본 연구를 통해 개발된 굴삭기 기반 강관말뚝 두부정리 및 절단 부위 핸들링 로봇은 현업에서의 요구가 충분히 반영되고 기술적 타당성이 확보되었으므로 그 실용화 가능성이 높을 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.41-49
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• 2007

강관말뚝과 확대기초를 연결하는 대표적인 두부보강공법은 +자 보강 덮개판을 이용한 볼트식 말뚝두부 보강방법이다. 본 논문에서는 실물 크기의 +자 보강 덮개판을 이용한 말뚝머리 보강방법과 훅타입의 새로운 말뚝 두부보강공법을 적용한 실물크기의 확대기초를 제작하여 연직재하시험과 수평재하시험을 수행하여 말뚝두부 결합부의 안정성을 평가하였다. 실물모형 기초의 연직재하 시험결과 볼트타입 및 훅타입으로 보강된 말뚝기초는 강관말뚝 재료의 항복내력을 8.5~21% 초과하는 것으로 나타나 압축력에 대해 충분한 안전성을 확보하고 있는 것으로 확인되었다. 수평재하 시험결과 훅타입 두부보강장치의 최대 파괴하중은 41.1tonf으로 볼트타입 두부보강 시험체에 비해 약 33%정도 크게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.235-241
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• 2000

기존의 장대강관말뚝 공법들은 말뚝의 용접이음이나 관내토의 제거 작업으로 인하여 공비와 공기가 증가하고 이들 작업이 진행되는 동안 시간효과에 의하여 말뚝의 관입 저항이 증가하여 타입이 어려워지는 등 각종 비경제적인 문제점들을 갖고 있다. 이러한 문제들을 해결하기 위하여 본 연구에서는 새로운 장대강관말뚝 공법을 제안하였으며, 제안된 공법의 시공성과 경제성을 분석하기 위하여 모형말뚝시험을 행하였다. 시험결과 새로 제안된 장대말뚝공법은 기존 공법에 비해 공기와 공비는 절감되고 지지력은 증가시키는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제4권3호
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• pp.19-26
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• 2003

최근 연약지반상의 말뚝기초설계에 있어서 경시효과는 말뚝의 지지력 특성을 나타내는 중요한 요소 중의 하나로 인식되고 있다. 본 논문에서는 이러한 지지력 증가효과를 연구하기 위해 두 곳의 현장에서 13개의 말뚝에 대해, 항타시 EOID(초기 동재하시험)을 실시한 후 일정한 시간이 경과한 다음 재항타시험을 수행하였다. 느슨한 실트지반에 H말뚝, 강관말뚝, PHC말뚝을 항타에 의해 설치하고 9일 후 재항타 한 결과 H말뚝, 강관말뚝의 경우 지지력이 증가된 반면, PHC말뚝은 지지력의 증가가 거의 없는 것으로 나타났다. 7일 후 재항타시험을 수행한 결과 단단한 실트지반의 경우 H말뚝과 강관말뚝은 지지력이 1.17배 증가하였다. 그러나 PHC말뚝의 경우 6일 후 수행한 제 1차 재항타시험에서는 지지력이 감소하였다가, 13일 후 수행한 3차 재항타시험에서는 지지력이 1.38배 정도 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.99-110
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• 2001

개단 강관말뚝은 관입저항이 상대적으로 작다는 장점 때문에 육상과 해상구조물의 기초로 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 말뚝의 항타에너지가 강관말뚝의 폐색효과와 지지력에 미치는 영향을 알아보기 위하여 토조를 이용한 모형말뚝시험을 수행하였다. 시험결과로부터 말뚝의 폐색정도는 동일 항타에너지에서 햄머의 중량이 클수록, 그리고 동일 낙하높이에 대해서도 햄머의 중량이 클수록 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 폐색정도의 경우와 마찬가지로 항타에너지가 일정한 경우와 햄머의 낙하높이가 일정한 경우 모두에 대하여 햄머의 중량이 증가할수록 말뚝의 선단지 지력과 주면마찰력이 증가하는 것으로 나타났다. 한편 압입말뚝(jacked pile)의 경우에는 말뚝의 설치과정에서 발생하는 폐색효과가 동일 깊이로 타입된 항타말뚝에 비해 상당히 크게 나타났으며, 그로 인해 지지력 또한 항타말뚝 보다 큰 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권3호
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• pp.23-34
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• 1993

지반조건이 개단강관말뚝의 거동에 미치는 영향을 규명하기 위하여 응력상태와 상대밀도의 조절이 가능한 토조내에 포설된 모래지반에서 모형말뚝실험이 수행되었다. 모형말뚝은 개단강관 말뚝의 각 부분에 작용하는 지지력을 분리측정하기 위하여 직경이 다른 두개의 파이프로 만들어졌다. 실험결과에 의하면 모래지반에 타입된 개단말뚝의 폐색정도와 관입저항력은 지반의 수직응력보다는 수평응력과 상대밀도에 의하여 좌우되었으며, 관내토지지력과 외주면마찰력, 그리고 전체 지지력도 수직응력보다는 수평응력과 상대밀도에 의하여 주로 영향받는 것으로 나타났다. 또 한 말뚝 외벽에 작용하는 수평응력은 원지반의 응력상태와는 관계없이 조밀한 지반의 경우에는 원지반의 수평응력보다 크게, 보통상태의 지반에서는 원지반과 비슷하게, 그리고 매우 느슨한 지반에서는 원지반보다 작게 측정되었다. 원지반의 수평응력에 대한 말뚝 설치후의 말뚝 외벽에 작용하는 수평응력의 비는 주어진 모래지반의 경우 원지반의 수평응력과 관계없이 상대밀도에 따라 일정한 값으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권6C호
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• pp.259-266
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• 2011

기초구조물의 신뢰성 있는 저항계수 산정을 위해서는 충분한 양의 재하시험 결과에 근거한 저항의 분포특성 분석이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 베이지안 이론에 근거하여 검증용 정재하시험 결과를 저항의 분포특성 분석에 반영할 수 있는 개선된 해석법을 제안하였고, 이를 통해 기 제안된 국내 타입강관말뚝의 저항계수를 갱신하였다. 측정 지지력이 확인된 정재하시험 결과를 이용하여 저항의 사전 분포특성을 산정하고, 검증용 정재하시험 결과를 우도정보로 고려하여 저항의 사후 분포특성을 평가하였다. 갱신된 저항의 사후 분포특성을 이용하여 일차신뢰도법에 의해 저항계수를 산정하였다. 총 5회의 검증용 재하시험 결과를 반영할 경우, 갱신된 저항계수는 목표신뢰도지수 2.33, 3.0에 대하여 각각 0.27-0.96, 0.19-0.68의 범위를 나타내었다. 본 연구에서 제시된 해석법을 통해 양질의 측정지지력 데이터가 부족하여 신뢰성 있는 저항계수를 산정하기 어려운 경우 현장 검증시험 결과를 반영한 저항계수의 보정이 가능함을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권7호
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• pp.161-170
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• 2010

기초구조물의 저항계수 산정 및 하중저항계수설계법의 개발을 위해서는 충분한 양의 데이터베이스 구축을 바탕으로 정확한 신뢰성 분석이 수행되어야 한다. 기존 국내외 말뚝기초의 신뢰성 분석 연구에서는 말뚝의 측정지지력 확인이 가능한 재하시험 자료만을 이용하여 저항편향계수의 분포특성을 산정하였다. 따라서, 파괴에 이르지 않은 말뚝재하시험 자료는 신뢰성 분석에서 제외되었다. 본 연구에서는 베이지안 이론을 이용하여 타입강관말뚝 저항편향계수의 사전 분포특성에 측정지지력을 확인할 수 없는 재하시험 결과를 추가하여 현장 특성을 반영한 저항편향계수의 사후분포특성을 산정하였다. 그리고 저항편향계수의 사후분포특성을 이용하여 말뚝의 신뢰성 평가를 수행하고 신뢰도수준을 갱신하였다. 국내 전역에서 수행된 양질의 정재하시험 자료를 수집, 분석하여 57개의 자료에 대한 측정지지력을 확인하였고, 이들 자료에 대해서 구조물기초설계기준에서 제안하고 있는 Meyerhof 공식을 이용하여 설계지지력을 산정하였다. 이를 통해 저항편향계수의 사전분포 특성을 정량화 하였으며, 베이지안 기법을 적용하여 다양한 현장재하시험 결과에 따라 저항편향계수의 사후분포를 산정하였다. 갱신된 저항편향계수 통계특성을 적용하여 일차신뢰도법을 이용하여 강도 높은 신뢰성 해석을 수행하고 시험결과에 따른 신뢰도 수준을 평가하였다. 본 연구에서 제시된 방법을 통해 양질의 측정지지력 데이터가 부족한 경우 베이지안 기법을 이용하여 신뢰성 분석이 가능함을 확인하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권1호
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• pp.31-44
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• 1993

말뚝이 설치되는 동안과 하중이 재하되는 동안에 유발되는 관내토의 거동과 관내토가 개단 말뚝의 지지력에 미치는 영향, 그리고 관내토의 하중전이 메카니즘 등을 알아보기 위하여, 개단말뚝의 단면부에 작용하는 지지력과 관내토에 의한 지지력 및 외주면마찰력을 분리하여 측정할 수 있도록 제작된 모형 개단강관말뚝과 압력조절이 가능한 토조를 이용하여 모래지반을 대상으로한 모형말뚝실험을 실시하였다. 실험결과로부터, 개단말뚝의 폐색정도는 폐색길이비(PLR)보다는 특정회수율(${\gamma}$)에 의하여 더 정화히 성의될 수 리음을 알 수 있으며, 내주면마찰력의 대부분은 말뚝 선단부로부터 말뚝내경의 3배까지의 영역에 존재하는 관내토에 의하여 발생되는 것으로 나타났다. 또한 전체 지지력에서 내주면마찰력이 차지하는 비율은 외주면마찰력이 차지하는 비율보다 상당히 크기 때문에, 개단말쪽의 지지력 산정시 내주면마찰력은 필수적으로 고려되어야 한다.